大小劉老師的自然試題園地

106國中會考自然科第20題

題目

小安進行電解水的反應，其實驗如圖(十二)所示，在正極產生8公克的氣體X。若氣體X全部由電解水的反應產生，則消耗的水為多少莫耳？（氫、氧的原子量分別為1、16）

(A) 0.25　　      

(B) 0.5

(C) 1　　　                   　

(D) 4

答案

B

解析

本題主要是問電解水的反應物與生成物計算。

電解水：

電解水生成物：負極產生氫氣H₂，正極產生氧氣O₂。

在正極產生8公克的氣體X，氣體X是氧氣O₂。

莫耳數比       2    ：     2     ：    1

 重量比 （2mole×18）：（2mole×2）：（1mole×32）

   9      ：      1     ：    8

氧氣O₂ = 8公克，水H₂O = 9公克

水H₂O 分子量 = 18

mole  = 質量 / 原子量或分子量

= 9/18

= 0.5 mole

選項(B) 0.5 mole是正確。

所以答案選B。

解題技巧

本題中的關鍵詞「在正極產生8公克的氣體X」，可知在正極產生8公克的氧氣O₂，水、氫氣、氧氣的重量比是9：1：8，所以水消耗9公克。H₂O 分子量 = 18，帶入mole  =質量 / 原子量或分子量 ，計算出莫耳數。

知識節點

水的電解

莫耳數

原理

一、水的電解

 1.水電解：利用電能產生的化學反應。電解水時，負極產生氫氣，正極產生氧氣。

2.在容器中盛水，水中加入少許氫氧化鈉幫助導電。

3.以兩支注射針頭作為電極，分別接至直流電源供應器的正、負極。

4.將兩電極置於試管內，按下開關，觀察兩試管內氣體的產生。

5.電極兩端要越靠近越好，可得較大電流，電解時間可縮短。

正極： 2H₂O →  4H^＋ ＋ O₂＋ 4e^─ 

負極：2H₂O ＋ 2e^─  → H₂  ＋ OH^─

全反應：2H₂O → 2H₂  ＋ O₂ 

6.電解產物：負極產生氫氣，正極產生氧氣。

                    （負極氫氣）  （正極氧氣）

              體積比      2     ：    1

              重量比      1     ：    8

氫氣：可燃但不助燃，以點燃的火柴檢驗，會發出爆鳴聲。

氧氣：助燃但不可燃，可使火柴餘燼復燃。

二、莫耳數（mole）：一種用來表示微小粒子個數的單位。